JP7364810B1 - ジャケット構造体及び水平度調整方法 - Google Patents
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特許文献1では、海底に打設された杭と、ジャケット構造体のうち杭に接続されるレグとの間にライナープレートを配置することで、杭とレグとの相対位置を変更し、ジャケット構造体の水平度を調整する技術が開示されている。
特許文献2では、予め水底地盤に打設された中央杭に対してジャケットの中央レグを仮連結した後、ジャケットの周囲レグに杭を打設し、ジャケットの傾きを微調整した後、周囲レグと周囲杭とを接合して固定する技術が開示されている。
特許文献3では、トランジションピースと洋上風車タワーとを接合する際、ボルトの調整によって洋上風車タワーの傾きを補正した後、グラウトにより固定する技術が開示されている。
特許文献4では、タワージャケット接合部の傾きを、杭に接続された吊ピースを、ウィンチを介して上下することで、杭とジャケット構造体との相対位置を調整し、ジャケット構造体の傾きを調整する技術が開示されている。
特許文献5では、洋上風車タワーとトランジションピースのセンターパイプとの間にシム板を配置し、洋上風車タワーの水平度を調整する技術が開示されている。
鋼材がトランジションピース側レグ及び下部構造体側レグそれぞれの外部に配置される場合、例えば、トランジションピース側レグと下部構造体側レグとの接続部を鋼材によって覆うことができる。よって、例えば、鋼材に防錆処理を施すことで、接続部に防錆処理を施すことを不要とすることができる。
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るジャケット構造体100を説明する。図1に示すように、ジャケット構造体100は、トランジションピース10と、トランジションピース側レグ20と、下部構造体側レグ30と、ブレース40と、接合部材50と、を備える。
トランジションピース10は、洋上風車200を支持する。具体的には、トランジションピース10には、洋上風車タワー200Tの下端が接続されることで、洋上風車200を支持する。トランジションピース10は、ジャケット構造体100の上端に配置される。
上側板11は、トランジションピース10の上側において水平方向に配置される。第1実施形態において、水平方向とは、洋上風車200が配置される海面と平行な方向である。図2に示すように、上側板11は、例えば、十字状であり、中央にセンターパイプ14が配置される。上側板11におけるセンターパイプ14の径方向の外側に突出した各端部には、トランジションピース側レグ20が配置される。
ウェブ13は、上側板11と、下側板12と、センターパイプ14と、トランジションピース側レグ20と、との間を補強する部材である。図1に示すように、ウェブ13は略四角形状の板である。ウェブ13は、前記略四角形状の4辺を、上述の上側板11と、下側板12と、センターパイプ14と、トランジションピース側レグ20と、にそれぞれ接続する。これによりトランジションピース10を補強する。
センターパイプ14は筒状の部材であり、トランジションピース10の中央に配置される。センターパイプ14は、洋上風車タワー200Tを支持する。センターパイプ14は、上側板11、下側板12、及びウェブ13によって支持される。第1実施形態において、センターパイプ14には洋上風車200が接続される。これにより、トランジションピース10によって洋上風車200を支持する。
トランジションピース側レグ20は、トランジションピース10に複数設けられる。上述のように、トランジションピース10の上側板11及び下側板12は十字状であり、センターパイプ14の径方向外側に突出した各端部にトランジションピース側レグ20が配置される。したがって、第1実施形態において、トランジションピース側レグ20は、図2に示すように、4つ設けられる。
下部構造体側レグ30は、トランジションピース側レグ20の数に合わせて複数設けられる。第1実施形態において、下部構造体側レグ30は、4つ設けられる。第1実施形態において、トランジションピース側レグ20の径と下部構造体側レグ30の径とは、例えば、同じである。
第1実施形態において、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30とが接続される部分は、洋上風車200の水平度を調整する水平度調整機構60として用いられる(詳細は後述する)。
ブレース40は、例えば、図1に示す斜めブレース41のように、水平方向に対して斜めに配置される。また、斜めブレース41は、例えば、複数の下部構造体側レグ30同士の間にX字状に配置される。斜めブレース41は、例えば、図1に示すように、ジャケット構造体100の上下方向に2段以上配置される。斜めブレース41は、ジャケット構造体100の上下方向に一段のみ配置されてもよい。
ブレース40は、例えば、図1に示す水平ブレース42のように、水平方向に平行に配置されてもよい。
スリーブ51は、上下方向に伸びる筒状体である。スリーブ51のそれぞれには、杭Pが挿入される。
接続部材52は、下部構造体側レグ30とスリーブ51を接続する板状の部材である。接続部材52は、例えば、スリーブ51の上下方向の端部に1つずつ、合わせて2つ設けられる。これにより、ジャケット構造体100と杭Pとを接続する。
上述のように、第1実施形態において、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30とが接続される部分は、洋上風車200の水平度を調整する水平度調整機構60として用いられる。具体的には、ジャケット構造体100に複数設けられたトランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との接続部において、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との間の距離を適宜調整することで、トランジションピース10に配置された複数のトランジションピース側レグ20の高さを個別に調整し、トランジションピース10が水平に配置されるようにする。このことで、トランジションピース10が支持する洋上風車200が水平に配置されるようにする。
以下、第1実施例に係る水平度調整機構60の具体的態様について説明する。
ライナープレート60Pは、トランジションピース側レグ20の端部と下部構造体側レグ30の端部との間に配置される板状の部材である。言い換えれば、ライナープレート60Pは、トランジションピース側レグ20の端部と下部構造体側レグ30の端部との間に挟まれる。
次に、第1実施形態に係るジャケット構造体100の水平度調整方法について説明する。なお、第1実施形態において、ジャケット構造体100の水平度調整とは、より具体的には、トランジションピース10の水平度を調整することで、トランジションピース10のセンターパイプ14に接続される洋上風車200の水平度を調整することをいう。
第1実施形態に係る水平度調整方法は、設置工程と、水平度調整工程と、接合工程と、を備える。
次に、本発明に係る第2実施形態のジャケット構造体100を、図4~図8を参照して説明する。なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
第2実施形態に係るジャケット構造体100は、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との接続の態様が、第1実施形態と異なる。以下、具体的な態様について説明する。
以下、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30とのグラウト接合に係る構造について、3例説明する。
第1例に係るグラウト接合の態様は、図4に示すように、前述の一方がトランジションピース側レグ20であり、他方が下部構造体側レグ30である。言い換えれば、下部構造体側レグ30の内部に、トランジションピース側レグ20の端部が挿入されることで、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30とが接続される。第1例において、トランジションピース側レグ20の下部は、トランジションピース10の下側板12から下方に突出している。下部構造体側レグ30の内部には、トランジションピース側レグ20の下部のうち、トランジションピース10の下側板12から下方に突出した部分が挿入される。
第2例に係るグラウト接合の態様は、図5に示すように、前述の一方が下部構造体側レグ30であり、他方がトランジションピース側レグ20である。言い換えれば、トランジションピース側レグ20の内部に、下部構造体側レグ30の端部が挿入されることで、下部構造体側レグ30とトランジションピース側レグ20とが接続される。第2例において、下部構造体側レグ30の下部は、トランジションピース10の下側板12から下方に突出している。下部構造体側レグ30の端部は、トランジションピース側レグ20の下部のうち、トランジションピース10の下側板12から下方に突出した部分に挿入される。
ライナープレート60Pによって一方である下部構造体側レグ30の他方であるトランジションピース側レグ20への挿入代を変更し、トランジションピース10の水平度を調整することについては、第1例と同じである。なお、トランジションピース10の水平度の調整の結果によっては、ライナープレート60Pを設けず、被当接部材60Sと他方であるトランジションピース側レグ20とが直接に当接してもよい。
第3例に係るグラウト接合の態様は、図6に示すように、水平度調整機構60が、水平方向に沿って見て、トランジションピース10と重なる。言い換えれば、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との接続部である水平度調整機構60は、トランジションピース10の上端よりも下方に、かつ、トランジションピース10の下端よりも上方に位置する。
第3例に係る水平度調整機構60は、図6に示すように、水平方向に沿って見て、トランジションピース10と重なる。第3例は、第1例及び第2例に対して、下部構造体側レグ30の屈曲部30Bをトランジションピース10の近くに配置することができる点で有利な効果を有する。
上述の第1実施形態において、水平度調整機構60はブレース40の上端より上に位置すると説明した。図4~5においては同様としているが、例えば、図7及び図8に示すように、第2例又は第3例においては、水平度調整機構60と同じ高さにブレース40(斜めブレース41)が配置されていてもよい。
次に、第2実施形態に係るジャケット構造体100の水平度調整方法について説明する。第2実施形態に係る水平度調整方法は、接合工程が、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30の一方の外周面と他方の内周面との間にグラウトGを充填し、硬化させる工程である点で、第1実施形態と異なる。
次に、本発明に係る第3実施形態のジャケット構造体100を、図9~図11を参照して説明する。なお、この第3実施形態においては、第1及び第2実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
第3実施形態に係るジャケット構造体100は、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との接続の態様が、第1及び第2実施形態と異なる。以下、具体的な態様について説明する。
以下、鋼材70によるトランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との接続に係る構造について、3例説明する。
第1例に係る鋼材70は、図9に示すように、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30それぞれの内部に配置される。第1例において、鋼材70と、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30とは、例えば、溶接により接合される。このとき、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30のそれぞれに対する鋼材70の位置を適宜変更することで、トランジションピース側レグ20の端部と下部構造体側レグ30の端部との間の距離を調整する。このことで、トランジションピース10の水平度調整を行う。
第2例に係る鋼材70は、図10に示すように、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30それぞれの外部に配置される。第2例において、鋼材70と、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30とは、例えば、溶接により接合される。このとき、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30のそれぞれに対する鋼材70の位置を適宜変更することで、トランジションピース側レグ20の端部と下部構造体側レグ30の端部との間の距離を調整する。このことで、トランジションピース10の水平度調整を行う。
第3例に係る鋼材70は、図11に示すように、管状である。鋼材70の一方の端部はトランジションピース側レグ20の端部に突き合わせられるように配置され、鋼材70の他方の端部は下部構造体側レグ30の端部に突き合わせられるように配置される。この時、鋼材70の長さを適宜変更することで、トランジションピース側レグ20の端部と下部構造体側レグ30の端部との間の距離を調整する。このことで、トランジションピース10の水平度調整を行う。
第4例に係る鋼材70は、図16に示すように、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30それぞれの外部に配置される。具体的には、第2例に係る鋼材70は、図16に示すように、板状の部材であって、厚さ方向が水平方向に沿う部材である。鋼材70は、例えば、トランジションピース側レグ20の周方向に、90°の間隔をあけて4つ設けられる。換言すれば、鋼材70は、トランジションピース側レグ20の外周面に、平面視において十字状に設けられる。
次に、第3実施形態に係るジャケット構造体100の水平度調整方法について説明する。第3実施形態に係る水平度調整方法は、上述のように、水平度調整工程において、トランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30のそれぞれに対する鋼材70の位置を適宜変更する、又は、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との間に配置された鋼材70の長さを適宜変更することで、トランジションピース側レグ20の端部と下部構造体側レグ30の端部との間の距離を調整する点で、第1及び第2実施形態と異なる。
鋼材70がトランジションピース側レグ20及び下部構造体側レグ30それぞれの外部に配置される場合、例えば、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との接続部を鋼材70によって覆うことができる。よって、例えば、鋼材70に防錆処理を施すことで、接続部に防錆処理を施すことを不要とすることができる。
次に、本発明に係る第4実施形態のジャケット構造体100を、図12及び図13を参照して説明する。
なお、この第4実施形態においては、第1乃至第3実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
第4実施形態に係るジャケット構造体100は、第1実施形態に係る水平度調整機構60に加えて、第2水平度調整機構80が、洋上風車タワー200Tとセンターパイプ14との間に更に設けられる点で、第1乃至第3実施形態と異なる。以下、具体的な態様について説明する。
洋上風車タワー200Tとフランジ14Fとの間には、ライナープレート60Pが配置される。第4実施形態においては、このライナープレート60Pの大きさを調整することで、洋上風車タワー200Tとフランジ14Fとの間の距離を調整する。すなわち、洋上風車タワー200T及びフランジ14Fの周方向の一部に、ライナープレート60Pを適宜配置することで、洋上風車タワー200Tの中心軸とセンターパイプ14の中心軸との相対角度を変更する。ライナープレート60Pの大きさを調整することには、例えば、ライナープレート60Pの板厚を変更すること、及び、複数のライナープレート60Pを積層する数を変更することが含まれる。このことで、洋上風車200の水平度を調整する。
次に、第4実施形態に係るジャケット構造体100の水平度調整方法について説明する。第4実施形態に係る水平度調整方法は、上述のように、水平度調整工程において、洋上風車タワー200Tとフランジ14Fとの間にライナープレート60Pを配置し、接合工程において、洋上風車タワー200Tとフランジ14Fとを接合する点で、第1乃至第3実施形態と異なる。
なお、第4実施形態に係るジャケット構造体100においては、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との間に設けられる水平度調整機構60は、第1実施形態に係るものに限らず、第2又は第3実施形態に係るものが設けられてもよい。
例えば、1つのジャケット構造体100において、上述したトランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との各種接続構造を複数適用してもよい。すなわち、ジャケット構造体100のうち、1つの接続構造と、前記1つと異なる接続構造とは、異なる種類の構造としてもよい。
また、1つのジャケット構造体100において、水平度調整機構60を、トランジションピース側レグ20と下部構造体側レグ30との接続部、及び、洋上風車タワー200Tとセンターパイプ14との間、の両方に設けてもよい。
また、ジャケット構造体100において、第4実施形態に係る第2水平度調整機構80のみを備えた構造として、第1乃至第3実施形態に係る水平度調整機構60を備えなくてもよい。
11 上側板
12 下側板
13 ウェブ
14 センターパイプ
14F フランジ
20 トランジションピース側レグ
30 下部構造体側レグ
30B 屈曲部
40 ブレース
41 斜めブレース
42 水平ブレース
50 接合部材
51 スリーブ
52 接続部材
60 水平度調整機構
60P ライナープレート
60S 被当接部材
60W 溶接部
70 鋼材
80 第2水平度調整機構
100 ジャケット構造体
200 洋上風車
200T 洋上風車タワー
G グラウト
P 杭
Claims (19)
- 洋上風車を支持するトランジションピースと、
前記トランジションピースの一部である複数のトランジションピース側レグと、
前記複数のトランジションピース側レグに各別に接続される複数の下部構造体側レグと、
を備えるジャケット構造体であって、
前記洋上風車の水平度を調整する水平度調整機構が、前記トランジションピース側レグと前記下部構造体側レグとが接続される部分に設けられ、
前記水平度調整機構は、前記複数のトランジションピース側レグのうち1つの前記トランジションピース側レグとそれに対応する前記下部構造体側レグとの相対位置と、他の前記トランジションピース側レグとそれに対応する前記下部構造体側レグとの相対位置とを異ならせている、
ことを特徴とするジャケット構造体。 - 前記水平度調整機構は、気中に位置する、
ことを特徴とする請求項1に記載のジャケット構造体。 - 複数の前記下部構造体側レグ同士を接続するブレース、
を更に備え、
前記水平度調整機構は、前記ブレースの上端より上に位置する、
ことを特徴とする請求項2に記載のジャケット構造体。 - 前記水平度調整機構は、水平方向に沿って見て、前記トランジションピースと重なる、
ことを特徴とする請求項3に記載のジャケット構造体。 - 前記トランジションピース側レグと前記下部構造体側レグとの間には、溶接部が形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のジャケット構造体。 - 前記溶接部には、ライナープレートが配置されている、
ことを特徴とする請求項5に記載のジャケット構造体。 - 前記トランジションピース側レグの径と前記下部構造体側レグの径とは異なる、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のジャケット構造体。 - 前記トランジションピース側レグ及び前記下部構造体側レグの一方は、他方の内部に挿入される、
ことを特徴とする請求項7に記載のジャケット構造体。 - 前記一方の外周面と前記他方の内周面との間には、グラウトが充填される、
ことを特徴とする請求項8に記載のジャケット構造体。 - 前記一方と前記他方との間には、ライナープレートが配置されている、
ことを特徴とする請求項9に記載のジャケット構造体。 - 前記一方には、被当接部材が設けられ、
前記被当接部材は、前記他方に当接し、
前記ライナープレートは、前記他方と前記被当接部材との間に配置される、
ことを特徴とする請求項10に記載のジャケット構造体。 - 前記一方が前記トランジションピース側レグであり、
前記他方が前記下部構造体側レグである、
ことを特徴とする請求項11に記載のジャケット構造体。 - 前記一方が前記下部構造体側レグであり、
前記他方が前記トランジションピース側レグである、
ことを特徴とする請求項11に記載のジャケット構造体。 - 前記トランジションピース側レグに対して前記下部構造体側レグを固定する鋼材、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のジャケット構造体。 - 前記鋼材は、前記トランジションピース側レグ及び前記下部構造体側レグそれぞれの、内部又は外部に配置される、
ことを特徴とする請求項14に記載のジャケット構造体。 - 前記鋼材は管状であり、前記鋼材の一方の端部は前記トランジションピース側レグの端部に突き合わせられるように配置され、前記鋼材の他方の端部は前記下部構造体側レグの端部に突き合わせられるように配置される、
ことを特徴とする請求項14に記載のジャケット構造体。 - 前記トランジションピースは、洋上風車タワーを支持するセンターパイプを含み、
前記センターパイプは、フランジを含み、
前記洋上風車タワーと前記フランジとの間には、ライナープレートが配置され、
前記フランジは、L型フランジ又はT型フランジである、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のジャケット構造体。 - 洋上風車を支持するトランジションピースと、
前記トランジションピースの一部であるトランジションピース側レグと、
前記トランジションピース側レグに接続される下部構造体側レグと、
を備えるジャケット構造体の水平度調整方法であって、
前記下部構造体側レグを海底に設置する設置工程と、
前記トランジションピース側レグをジャッキによって、前記設置工程にて前記海底に設置された前記下部構造体側レグに対し、位置決めすることで水平度を調整する水平度調整工程と、
前記設置工程にて前記海底に設置された前記下部構造体側レグと、前記位置決め工程にて位置決めされた前記トランジションピース側レグとを接合する接合工程と、
を備えることを特徴とする水平度調整方法。 - 前記接合工程は溶接工程である、
ことを特徴とする請求項18に記載の水平度調整方法。
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